JP3042188B2 - Manufacturing method of pivot mechanism - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は一般的にはディスク駆動
データ貯蔵装置に関するものであり、限定する意味では
ないが、より具体的にはディスク駆動データ貯蔵装置内
の回転アクチュエータ内で用いる改良されたピボット機
構の製造方法に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to disk drive data storage devices and, more specifically, but not by way of limitation, to improved disk drive data storage devices for use in rotary actuators. Pivot machine
The present invention relates to a method for manufacturing a structure .
【従来技術】「ウィンチェスタ」ディスク駆動装置と称
されるタイプのディスク駆動装置が当業界では良く知ら
れている。そのようなディスク駆動装置は一定の高速度
回転を得るためにスピンドルモータ上に装着された一つ
又はそれ以上のディスク形状をした大皿の「積層物」を
内蔵している。これらのディスクの各々の表面は複数個
の円形、同心円状のデータ軌道内にデジタルデータを記
録するための磁化可能媒体が被覆されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Disk drives of the type referred to as "Winchester" disk drives are well known in the art. Such disk drives incorporate one or more disk-shaped platter "stacks" mounted on a spindle motor to obtain constant high speed rotation. The surface of each of these disks is coated with a magnetizable medium for recording digital data in a plurality of circular, concentric data tracks.
【０００２】数個の読み取り／書込みヘッドが前記ディ
スク表面と協働することによりデータの記録及び再生を
行う。これらのヘッドはある種のアクチュエータ機構に
取付けられており、同アクチュエータ機構は電子回路に
より制御されて前記ヘッドを軌道から軌道へと制御自在
に移動させている。[0002] Several read / write heads record and reproduce data by cooperating with the disk surface. These heads are mounted on some sort of actuator mechanism, which is controlled by electronic circuitry to controllably move the head from track to track.
【０００３】前記「ウィンチェスタ」ディスク駆動装置
においては、これらのヘッドは電力が駆動装置に入力さ
れる以前にはディスクの表面と接触を保って静止してい
る。スピンドルモータが電力を投入され、回転を始める
と前記ディスクは薄い空気の層をそれらに沿ってひきず
る。ディスクがそれらの該当する作動速度に向けて加速
するにつれて、この薄い空気の層は前記読み取り／書込
みヘッドの表面上のスキー状構造物と相互作用を行って
ヘッドはディスク表面上方を「飛翔」し始める。ヘッド
がディスク表面上方を「飛翔する」高さすなわち「飛翔
高さ」はヘッドの幾何学的形状、ヘッド支持装置、ヘッ
ドの下方に位置するディスクの線形速度及び他の因子に
依存する。In the aforementioned "Winchester" disk drive, these heads remain stationary in contact with the disk surface before power is applied to the drive. As the spindle motor is turned on and begins to spin, the disks drag a thin layer of air along them. As the disks accelerate toward their respective operating speeds, this thin layer of air interacts with ski-like structures on the surface of the read / write head, causing the head to "fly" over the disk surface. start. The height at which the head "flyes" above the disk surface or "flying height" depends on the head geometry, the head support, the linear velocity of the disk located below the head, and other factors.
【０００４】前記読み取り／書き込みヘッドを動かすア
クチュエータは永年にわたり様々な異なる形態のものが
生み出されてきた。パーソナルコンピュータ用の初期の
ウィンチェスタディスク駆動装置はステッパモータを用
いてディスク表面を横切る真直半径方向線内で読み取り
／書き込みヘッドを移動させていた。この半径方向の移
動は平行なロッド及び玉軸受からなる構造体によって案
内されており、同構造体は「線形ステッパアクチュエー
タ」と称されている。音声コイルモータ（ＶＣＭ）によ
って付勢されるガイドロッド及び玉軸受からなる類似の
構造体は「線形ＶＣＭアクチュエータ」と呼ばれてい
る。Various different forms of actuators for moving the read / write head have been created over the years. Early Winchester disk drives for personal computers used a stepper motor to move the read / write head in a straight radial line across the disk surface. This radial movement is guided by a structure consisting of parallel rods and ball bearings, which is called a "linear stepper actuator". A similar structure consisting of guide rods and ball bearings that are energized by a voice coil motor (VCM) is called a "linear VCM actuator."
【０００５】しばしば用いられる第二のタイプのアクチ
ュエータが回転アクチュエータである。回転アクチュエ
ータはその名前が示すようにディスクの外径部直近に配
されたピボット機構を含んでおり、スピンドルモータ及
びディスクの回転軸線に平行な回転軸線を備えている。
数本のヘッド支持アームが前記ピボット機構を超えてデ
ィスクの表面上へと延びることにより、ヘッドが弧路を
描いて軌道から軌道へと移動することを許容せしめてい
る。この場合にもステッパモータ及びＶＣＭがヘッドの
移動を行なわせるのに用いられており、これらのモータ
を用いたアクチュエータはそれぞれ「回転ステッパアク
チュエータ」及び「回転ＶＣＭアクチュエータ」と呼ば
れている。A second type of actuator that is often used is a rotary actuator. The rotary actuator, as the name implies, includes a pivot mechanism disposed in the immediate vicinity of the outer diameter of the disk, and has a spindle motor and a rotation axis parallel to the rotation axis of the disk.
Several head support arms extend beyond the pivot mechanism and onto the surface of the disk, allowing the head to move from track to track in an arcuate path. Also in this case, a stepper motor and a VCM are used to move the head, and actuators using these motors are called a “rotating stepper actuator” and a “rotating VCM actuator”, respectively.
【０００６】回転アクチュエータは一般的に言って線形
アクチュエータよりもコンパクトであり、かくして
「３．５インチ」及び「２．５インチ」形態の最近のデ
ィスク駆動装置構造において良く用いられている。回転
アクチュエータの別の利点はそれらと類似性能の線形ア
クチュエータにくらべてより小さな可動質量を有してい
るということで、その結果ヘッドの移動速度が大きく取
れ、より迅速なデータアクセスが可能となる。[0006] Rotary actuators are generally more compact than linear actuators and are thus often used in modern disk drive configurations in "3.5" and "2.5" configurations. Another advantage of rotary actuators is that they have a smaller moving mass than linear actuators of similar performance, resulting in higher head movement speeds and faster data access.
【０００７】回転アクチュエータを動かすのにどのよう
なタイプのモータを用いようとも、ピボット機構の精度
はディスク駆動機構の適正な作動にとって決定的に重要
である。典型的な回転アクチュエータピボット機構は互
いに重なり合った一対の玉軸受組立体を含んでおり、同
軸受のインナレースは静止シャフトに固定され、アウタ
レースは駆動モータ又はその付属機構及びヘッド支持装
置を含む構造体に取付けられている。前記静止シャフト
は通常鋼から製作され、製造技術が許す範囲の精度を以
って前記スピンドルモータ及びディスクとの正確な相対
的関係を保持しながらディスク駆動ユニットのベース鋳
物内へとねじ込まれるか、かしめ固定される。ヘッドを
支持し、これをアクチュエータモータに取付ける構造体
は典型的には可動質量を減少させるためにアルミニウム
又はマグネシウムから製造される。軸受組立体自体は鋼
から作られている。このように材料を混合させること、
すなわち強度及び耐摩耗性のために鋼を用い、軽量化の
ためにアルミニウム又はマグネシウムを用いることは回
転アクチュエータの設計において出会う幾つかの重大な
工学的課題の出現の原因となっている。Whatever type of motor is used to move the rotary actuator, the accuracy of the pivot mechanism is critical to the proper operation of the disk drive. A typical rotary actuator pivot mechanism includes a pair of ball bearing assemblies overlapping each other, the inner race of which is fixed to a stationary shaft, and the outer race of which is a structure including a drive motor or its attachments and a head support. Mounted on The stationary shaft is usually made of steel and is screwed into the base casting of the disk drive unit while maintaining the correct relative relationship with the spindle motor and disk with the precision of the manufacturing technology to allow, It is fixed by caulking. The structure that supports the head and attaches it to the actuator motor is typically made of aluminum or magnesium to reduce moving mass. The bearing assembly itself is made of steel. Mixing the materials in this way,
That is, the use of steel for strength and wear resistance, and the use of aluminum or magnesium for weight reduction, has led to the emergence of some of the significant engineering challenges encountered in the design of rotary actuators.
【０００８】これらの工学上の課題の一つには差分的熱
膨脹の効果が含まれている。鋼及びアルミニウム又はマ
グネシウムは顕著に異なる熱膨脹係数を備えている。す
なわちそれらの材質は同一の温度変化に対して異なる速
度及び異なる程度で膨脹及び収縮をするのでこれらの重
要な部品の幾何学的関係の変化は温度の変化によっても
誘起され得る。現行技術のディスク駆動機構は典型的に
は５〜５０℃の周囲温度で作動する仕様とされており、
内部温度は周囲温度とくらべて更に２０℃上昇すること
が予想される。この温度範囲は設計者が注意深く考慮し
ておかないとディスク駆動装置における軌道はずれの問
題を誘起するのに十分な幅広いものである。[0008] One of these engineering challenges involves the effects of differential thermal expansion. Steel and aluminum or magnesium have significantly different coefficients of thermal expansion. That is, because the materials expand and contract at different rates and to different degrees for the same temperature change, changes in the geometry of these critical components can also be induced by changes in temperature. State-of-the-art disk drives are typically designed to operate at ambient temperatures of 5 to 50 ° C,
It is expected that the internal temperature will further increase by 20 ° C. compared to the ambient temperature. This temperature range is wide enough to cause off-track problems in disk drives without careful consideration of the designer.
【０００９】異なる材質を用いることによって誘起され
る第二の問題点は互いに対して種々の部品を如何にして
取付けられるかという点である。この取付は通常押圧又
は接着剤の使用によって達成される。これらの技法のい
ずれを用いてもより詳細な議論を以下において行うよう
にそれ自身の幾つかの潜在的問題が生ずる。A second problem induced by using different materials is how various components can be attached to each other. This attachment is usually accomplished by pressing or using an adhesive. The use of any of these techniques raises some potential problems of its own, as will be discussed in more detail below.
【００１０】回転アクチュエータを設計するにあたって
考慮すべき別の問題は組立体の共振周波数である。コン
ピュータシステムの製造者はディスク駆動装置が損傷を
受けず、データ取扱い性能を低下させることなく耐える
ことが出来なければならない衝撃及び振動の大きさ及び
タイプを具体的に決定する。ディスク駆動装置のアクチ
ュエータはヘッドを高速度で移動させねばならないの
で、設計を誤まるとアクチュエータ機構内には共振が生
じてしまい、ディスク駆動装置がデータを正確に読み取
ったり、再生したりする能力が損なわれてしまう。適正
に設計されたアクチュエータにおいては固有振動数はそ
のような共振が発生しない程度に十分高いものでなけれ
ばならない。Another problem to consider when designing a rotary actuator is the resonance frequency of the assembly. The manufacturer of the computer system specifically determines the magnitude and type of shock and vibration that the disk drive must be able to withstand without damaging the data handling performance. Since the actuator of the disk drive must move the head at a high speed, if it is incorrectly designed, resonance will occur in the actuator mechanism, and the disk drive will have the ability to read and reproduce data accurately. Will be spoiled. In a properly designed actuator, the natural frequency must be high enough that such resonance does not occur.
【００１１】回転アクチュエータの寸法を減少し、かく
して可動質量を減らす一方、異なる材質からピボット機
構を設計する際生ずる伝統的問題点を解消出来るような
改良されたピボット機構に対するニーズは明らかに存在
している。There is clearly a need for an improved pivot mechanism that reduces the size of the rotary actuator, thus reducing the movable mass, while eliminating the traditional problems encountered in designing the pivot mechanism from different materials. I have.
【００１２】[0012]
【発明の要約】本発明に係る、ディスク駆動装置内の回
転アクチュエータのためのピボット機構の製造方法は、 （１）ピボットシャフトの残りよりも大きな径の肩を備
えたピボットシャフトを同シャフトの下側端部直近に形
成させる段階と、 （２）アクチュエータボディにして第一の直径を有する
中央孔と同アクチュエータボディの中央部分における減
少した第二の直径を有する幅狭セクションとを備えてな
るアクチュエータボディを形成する段階と、 （３）前記幅狭セクションのそれぞれ上方及び下方の中
央孔に実質環状の上側及び下側公差リングを装着する段
階と、 （４）インナレース及びアウタレースを備えた下側玉軸
受組立体を前記ピボットシャフト上に配置し、前記イン
ナレースがピボットシャフトの肩に対して接触せしめる
段階と、 （５）前記ピボットシャフト上に支持された下側玉軸受
組立体を前記幅狭セクション下方の中央孔内に圧入し、
以って前記下側公差リングを下側玉軸受組立体のアウタ
レースとアクチュエータボディの内側表面の間に押圧せ
しめ、この押圧を下側玉軸受組立体のアウタレースが前
記幅狭セクションの下側表面に接触する迄続行させる段
階と、 （６）インナレース及びアウタレースを備えた上側玉軸
受組立体を前記ピボットシャフト上かつ前記中央孔に配
置し、これによって上側玉軸受組立体のアウタレースが
前記幅狭セクションの上側表面に接触する迄前記上側公
差リングを上側玉軸受組立体のアウタレースとアクチュ
エータボディの内側表面の間で押圧してやる段階と、 （７）上側玉軸受組立体のインナレースを下側玉軸受組
立体に向けて偏倚せしめる段階と、 （８）前記段階（６）に先立って上側玉軸受組立体のイ
ンナレース上に接着剤を配置し、上側玉軸受のインナレ
ースが前記段階（７）の終了前に前記ピボットシャフト
に結合されるようにしてやる段階とを有し、 前記段階（７）は予負荷力を上側玉軸受組立体のインナ
レースの上側表面に加える段階と、前記接着段階（８）
が完了する迄上側玉軸受組立体のインナレース上の前記
予負荷力を保持する段階とによって達成されることを特
徴とする。従って、本発明に係る製造方法によれば、前
記接着段階（８）が完了した後は予負荷力を加えていた
部材を不要にすることができると共に、 鋼製のピボット
シャフトが一対の玉軸受組立体のインナレースに従来と
同様取付けられており、同玉軸受のアウタレースのアク
チュエータ機構内アクチュエータボディ中央孔内側表面
への装着は一対の特別に構成された公差リングを用いる
ことによって達成される。中央孔内の幅狭セクションは
軸受組立体のアウタレースの軸線方向位置決め作用を果
しており、前記公差リングはアウタレースの前記孔に対
する半径方向位置決め作用を与えている。SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a disk drive includes a disk drive.
The method of manufacturing the pivot mechanism for the rotary actuator includes: (1) providing a shoulder having a diameter larger than the rest of the pivot shaft;
Shape the pivot shaft just above the lower end of the shaft.
Has a step of made, a first diameter in the (2) Actuator body
Reduction in the central hole and the central part of the actuator body
A narrow section having a reduced second diameter.
(3) forming an upper and lower portion of the narrow section, respectively.
Steps for mounting substantially annular upper and lower tolerance rings in the central hole
Floor and (4) lower ball axle with inner race and outer race
A receiver assembly is placed on the pivot shaft and the
Naruse makes contact with pivot shaft shoulder
And (5) a lower ball bearing supported on the pivot shaft.
Pressing the assembly into the central hole below said narrow section;
Accordingly, the lower tolerance ring is connected to the outer side of the lower ball bearing assembly.
Press between the race and the inside surface of the actuator body
The outer race of the lower ball bearing assembly
Step to continue until contact with lower surface of narrow section
Floor and (6) upper ball axle with inner race and outer race
A receiver assembly is arranged on the pivot shaft and in the central hole.
The outer race of the upper ball bearing assembly.
The upper section until it contacts the upper surface of the narrow section.
Connect the difference ring to the outer race and actuator of the upper ball bearing assembly.
Pressing between the inner surfaces of the eta body; and (7) lowering the inner race of the upper ball bearing assembly to the lower ball bearing assembly.
(8) biasing the upper ball bearing assembly prior to step (6).
Place the adhesive on the inner race,
The pivot shaft before the end of step (7).
And (7) said preloading force is applied to the inner side of the upper ball bearing assembly.
Adding to the upper surface of the lace and bonding (8)
Is completed on the inner race of the upper ball bearing assembly.
Preserving the preload force.
Sign. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention,
After the completion of the bonding step (8), a preload force was applied.
In addition to eliminating the need for a member, a steel pivot shaft is attached to the inner race of the pair of ball bearing assemblies as before, and the outer race of the ball bearing is mounted on the inner surface of the actuator body center hole inside the actuator mechanism of the outer race. Is achieved by using a pair of specially configured tolerance rings. The narrow section in the central bore serves for axial positioning of the outer race of the bearing assembly and the tolerance ring provides radial positioning for the outer race relative to the bore.
【００１３】軸受をアクチュエータボディに固定するた
めに公差リングを用いることによりアクチュエータボデ
ィ内の前記孔上の壁肉厚をより薄いものにすることが可
能となり、かくて組立体の寸法を減少させることが出来
る。またアクチュエータをよりディスク近傍に配置する
ことが出来るのでアームの慣性を低下させ得るので、ピ
ボット機構の強度及び安定性を増大させることが可能で
ある。[0013] The use of a tolerance ring to secure the bearing to the actuator body allows for a thinner wall thickness over the hole in the actuator body, thus reducing the size of the assembly. Can be done. In addition, since the actuator can be disposed closer to the disk, the inertia of the arm can be reduced, so that the strength and stability of the pivot mechanism can be increased.
【００１４】ピボットシャフト上の肩及びアクチュエー
タボディの中央孔内幅狭セクションの存在は玉軸受組立
体の相対的軸線方向位置を規定するのに貢献しており、
高精度かつ高価な組立体治具を用いることなく組立てを
することを許容せしめている。The presence of a shoulder on the pivot shaft and a narrow section within the central bore of the actuator body contributes to defining the relative axial position of the ball bearing assembly;
The assembly is allowed to be performed without using a high-precision and expensive assembly jig.
【００１５】本発明はまた、ディスク駆動装置のための
回転アクチュエータ用ピボット機構にして同アクチュエ
ータの可動部分の半径方向寸法の減少を可能とするピボ
ット機構を提供することができる。[0015] The present invention also provides, Ru can provide a pivot mechanism which allows a reduction in the radial dimension of the movable part of the actuator in the pivot mechanism for a rotary actuator for a disk drive.
【００１６】本発明は更にまたディスク駆動装置のため
の回転アクチュエータ用ピボット機構にして、異なる材
質を含む組立体と関連して生ずる差分的熱膨脹の効果を
減少させるピボット機構を提供することができる。The present invention still further in the pivot mechanism for a rotary actuator for a disk drive unit, Ru can provide a pivot mechanism for reducing the effect of differential thermal expansion that occurs in connection with the assembly including a different material .
【００１７】本発明はまた更にディスク駆動装置のため
の回転アクチュエータ用ピボット機構にして、異なる材
質から作られる取付け部品と関連して生ずる問題を解消
するピボット機構を提供することができる。[0017] The present invention still further in the pivot mechanism for a rotary actuator for a disk drive unit, Ru can provide a pivot mechanism to solve the problems arising in connection with the fitting made from different materials.
【００１８】本発明はまた更にディスク駆動装置のため
の回転アクチュエータ用ピボット機構にして、既存の製
造技術を用いて容易に製造可能であるとともに、完成し
た組立体内に欠陥が発見された時には製造現場で容易に
再加工が可能なピボット機構を提供することができる。The present invention further provides a pivoting mechanism for a rotary actuator for a disk drive, which can be easily manufactured using existing manufacturing techniques, and that when a defect is found in a completed assembly, in Ru can provide a pivot mechanism which can be easily reworked.
【００１９】本発明はまた更にディスク駆動装置のため
の回転アクチュエータ用ピボット機構を組立てるための
方法にして、高価な組立て工具及び治具を用いる必要の
無い組立て方法を提供することができる。[0019] The present invention still further in the method for assembling a pivot mechanism for a rotary actuator for a disk drive unit, Ru can provide free assembly method need to use an expensive assembly tooling and fixtures.
【００２０】[0020]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。付図、特に図１を参照すると、同図には本発明を特
に有用に適用出来る典型的な従来技術に係るディスク駆
動装置１０が示されている。ディスク駆動装置１０は時
としてベース鋳物とも称されるベース部材１２を含んで
おり、これは他の機械的部品を装着することにより頂部
カバー１４とともに内部部品の汚染を防止するためのシ
ールされたハウジングを形成している。ベース部材１２
にはスピンドルモータ１６が装着されて複数個のディス
ク１８を回転支持している。ディスク１８の表面は多数
個のデータ軌道２０を含んでいる。全体として２２で示
すアクチュエータモータが（図示せぬ）電子回路の制御
のもとでアクチュエータボディ２４をピボット軸２６の
まわりに回転させる役割を果している。アクチュエータ
ボディ２４は数個のヘッド装着アーム２８を含んでお
り、該アーム２８は数個のヘッド支持体３０を装着し、
各支持体は読取り／書出しヘッド３４を支持している。
アクチュエータボディ２４がピボット軸２６のまわりを
回転するにつれて前記読取り／書出しヘッド３４は弧状
路３６に沿ってディスク１８を横切るよう動かされ、デ
ータ軌道２０への接近性を提供している。図１を分析す
ればはっきりわかるようにディスク駆動装置１０のディ
スク１８上データへの正確な接近性はスピンドルモータ
１６の回転軸線とアクチュエータボディの回転軸線の間
の平行度並びにスピンドルモータ１６とピボット軸２６
の相対的位置に大いに依存する。理解されるように、ア
クチュエータボディ２４の寸法を最小にすることにより
同ボディをディスク１８により近い位置に配置し、以っ
てアームの慣性を低減し、アクセスタイムの減少並びに
固有振動数の増大を図ることが許容される。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. Referring now to the accompanying drawings, and more particularly to FIG. 1, there is shown a typical prior art disk drive 10 to which the present invention can be particularly usefully applied. The disk drive 10 includes a base member 12, sometimes referred to as a base casting, which is a sealed housing for mounting other mechanical components to prevent contamination of internal components along with the top cover 14. Is formed. Base member 12
Is mounted with a spindle motor 16 to rotatably support a plurality of disks 18. The surface of the disk 18 contains a number of data tracks 20. An actuator motor, generally designated 22, serves to rotate the actuator body 24 about a pivot axis 26 under the control of an electronic circuit (not shown). The actuator body 24 includes several head mounting arms 28, on which several head supports 30 are mounted,
Each support supports a read / write head 34.
As the actuator body 24 rotates about the pivot axis 26, the read / write head 34 is moved across the disk 18 along an arcuate path 36 to provide accessibility to the data trajectory 20. As can be clearly understood from the analysis of FIG. 1, the precise accessibility of the disk drive 10 to the data on the disk 18 depends on the parallelism between the rotation axis of the spindle motor 16 and the rotation axis of the actuator body, and the spindle motor 16 and the pivot axis. 26
Greatly depends on the relative position of As can be appreciated, minimizing the size of the actuator body 24 places it closer to the disk 18 thereby reducing arm inertia, reducing access time and increasing natural frequency. It is permissible to do so.
【００２１】図２を参照すると、従来技術に従って構成
された、図１に示すような回転アクチュエータのための
ピボット機構４０の部分的断立面図が示されている。ピ
ボット機構４０には鋼製のピボット軸４２が含まれてい
る。図２の左半分においてこのピボット軸４２は断面に
て示されており、一方図２の右半分においてはピボット
軸４２は立面にて示されている。前記ピボット軸４２は
底部及び頂部にねじ穴４４、４６をそれぞれ備えてい
る。底部穴４４はピボット機構４０をベース部材１２に
装着するための（図示せぬ）ねじを収納するために用い
られている。頂部穴４６は、ベース部材１２及び頂部カ
バー１４が互いに組付けられた後にピボット軸４２の頂
部を頂部カバー１４に固定するべく類似の態様で用いら
れている。Referring to FIG. 2, there is shown a partial elevational view of a pivot mechanism 40 for a rotary actuator as shown in FIG. 1, constructed in accordance with the prior art. The pivot mechanism 40 includes a pivot shaft 42 made of steel. In the left half of FIG. 2, this pivot shaft 42 is shown in cross section, while in the right half of FIG. 2, the pivot shaft 42 is shown in an upright position. The pivot shaft 42 has screw holes 44 and 46 at the bottom and the top, respectively. The bottom hole 44 is used to house a screw (not shown) for mounting the pivot mechanism 40 to the base member 12. Top hole 46 is used in a similar manner to secure the top of pivot shaft 42 to top cover 14 after base member 12 and top cover 14 are assembled together.
【００２２】ピボット軸４２の頂部及び底部の両方を回
転アクチュエータ内に固定してチルト及びウオッブル運
動を減少させる技法は当業界で周知のものである。ピボ
ット軸４２にはその下側端部近くに位置する肩４８が設
けられており、該肩は下側球軸受組立体５０が係止する
ストップ部材として作用する。この下側玉軸受組立体５
０は下側インナレース５２、下側アウタレース５４及び
数個のボール５６とからなっている。下側インナレース
５２はピボット軸４２に対してプレス圧入されるか、接
着剤固着されている。もしも下側軸受５０がピボット軸
４２に接着固定されている場合には、通常（図示せぬ）
接着剤をピボット軸４２の外側表面のまわりに搬入する
ため環状溝５８がピボット軸４２内に含まれている。ピ
ボット軸４２及び下側インナレース５２の両方ともが鋼
で作られているので、これらの組立て技法のいづれを採
用しても通常は機械的又は熱的応力のためのずれ変位が
発生しないような十分な取付け効果が得られる。Techniques for securing both the top and bottom of the pivot shaft 42 in a rotary actuator to reduce tilt and wobble motion are well known in the art. The pivot shaft 42 is provided with a shoulder 48 located near its lower end, which acts as a stop member to which the lower ball bearing assembly 50 locks. This lower ball bearing assembly 5
Numeral 0 includes a lower inner race 52, a lower outer race 54, and several balls 56. The lower inner race 52 is press-fitted to the pivot shaft 42 or fixed with an adhesive. If the lower bearing 50 is bonded and fixed to the pivot shaft 42, usually (not shown)
An annular groove 58 is included in the pivot shaft 42 to carry adhesive around the outer surface of the pivot shaft 42. Since both the pivot shaft 42 and the lower inner race 52 are made of steel, any of these assembling techniques will not normally result in a displaced displacement due to mechanical or thermal stress. A sufficient mounting effect can be obtained.
【００２３】上側玉軸受組立体６０も又ピボット軸４２
の上側端部に装着されているのが示されている。この上
側玉軸受組立体６０も又上側インナレース６２、上側ア
ウタレース６４及び数個のボール６６とからなってい
る。上側玉軸受組立体６０のインナレース６２の寸法は
ピボット軸４２上に滑入され、次にピボット軸受４２に
接着的に固着され得るように選ばれており、この際接着
剤を引き延ばすためにピボット軸４２内には第二の環状
溝６８が設けられている。玉軸受組立体５０、６０のア
ウタレース５４、６４は同様にしてアクチュエータボデ
ィ７２内の円筒状孔７０の内側に圧入されるか又は接着
的に固着されている。このアクチュエータボディ７２は
玉軸受組立体５０、６０を介して静止ピボット軸４２上
に支持されており、ピボット機構４０の可動部分を形成
するとともに、アクチュエータボディ７２をアクチュエ
ータモータ２２及びヘッド装着アーム２８に取付けるた
めの（図示せぬ）特徴部分を含んでいる。The upper ball bearing assembly 60 also includes a pivot shaft 42.
Are shown mounted on the upper end. The upper ball bearing assembly 60 also includes an upper inner race 62, an upper outer race 64, and several balls 66. The dimensions of the inner race 62 of the upper ball bearing assembly 60 are selected so that they can be slid onto the pivot shaft 42 and then adhesively secured to the pivot bearing 42, with the pivot being used to stretch the adhesive. A second annular groove 68 is provided in the shaft 42. The outer races 54, 64 of the ball bearing assemblies 50, 60 are similarly press-fitted or adhesively secured inside the cylindrical bore 70 in the actuator body 72. The actuator body 72 is supported on the stationary pivot shaft 42 via the ball bearing assemblies 50 and 60, and forms the movable part of the pivot mechanism 40, and connects the actuator body 72 to the actuator motor 22 and the head mounting arm 28. Includes features (not shown) for mounting.
【００２４】周知のように、前記玉軸受組立体５０、６
０は組付けの際に予圧を掛けることによりボール５５、
６６と内側及び外側レース５２、５４、６２、６４との
間に適正な接触作用を与えなければならない。最大の剛
性を得るために、インナレース５２、６２は通常互いに
向けて予圧を負荷され、アウタレース５４、６４は互い
から離れるように予圧を負荷される。この予圧負荷はデ
ッドウェートを利用して軸受部品を適当に固着させる
か、又は皿ばね、波形ワッシャ、コイルばねのようなば
ね機構又は他の類似の可撓性部材を利用することで実施
することが出来る。下側インナレース５２が定置される
と、上側インナレース６２は予圧が負荷される迄はピボ
ット軸４２上を浮動することが許容される。かくして上
側インナレース６２が定位置に固定される。As is well known, the ball bearing assemblies 50, 6
0 is a ball 55 by applying a preload during assembly.
Proper contact must be provided between the inner race 66 and the inner and outer races 52, 54, 62, 64. For maximum stiffness, the inner races 52, 62 are normally pre-loaded toward each other and the outer races 54, 64 are pre-loaded away from each other. This preloading may be accomplished by using dead weights to properly secure the bearing components, or by using spring mechanisms such as disc springs, corrugated washers, coil springs, or other similar flexible members. Can be done. When the lower inner race 52 is fixed, the upper inner race 62 is allowed to float on the pivot shaft 42 until a preload is applied. Thus, the upper inner race 62 is fixed at a fixed position.
【００２５】図２に示す形状においては、下側インナレ
ース５２は肩４８によって軸線方向に拘束されている一
方、アクチュエータボディ７２は下側アウタレース５４
上に圧入されるか又は下側アウタレース５４上に配置さ
れた後接着剤固定される。どちらの方法を採用するにせ
よ、下側アウタレース５４とアクチュエータボディ７２
の相対的軸線方向位置を決めるための製造工具が必要と
される。上側アウタレース６４が次にアクチュエータボ
ディ７２の孔７０内の製造治具によって決まる位置へと
圧入されることが可能であり、その間上側インナレース
６２はピボット軸４２上を浮動することが許容される。
予圧負荷又は偏倚力が次に上側インナレース６２の頂部
に加えられ、上側インナレース６２が接着的に定位置に
固定される。図２において、予圧負荷又は偏倚力は上側
インナレース６２の頂部と円形リング又はクリップ保持
部材７８又はピボット軸４２上に固定された他の拘束装
置との間に加えられる。In the configuration shown in FIG. 2, the lower inner race 52 is axially constrained by a shoulder 48, while the actuator body 72 is
After being press-fitted or placed on the lower outer race 54, it is adhesively fixed. Whichever method is adopted, the lower outer race 54 and the actuator body 72
A production tool is required to determine the relative axial position of the tool. The upper outer race 64 can then be pressed into a position defined by the manufacturing jig in the hole 70 of the actuator body 72 while the upper inner race 62 is allowed to float on the pivot shaft 42.
A preload or biasing force is then applied to the top of the upper inner race 62 and the upper inner race 62 is adhesively fixed in place. In FIG. 2, a preload or biasing force is applied between the top of the upper inner race 62 and a circular ring or clip retaining member 78 or other restraining device secured on the pivot shaft 42.
【００２６】前記アクチュエータボディ７２は可動質量
を減ずるために典型的にはアルミニウム又はマグネシウ
ムから形成されており、下側及び上側玉軸受組立体５
０、６０のアウタレース５４、６４は鋼から作られてい
る。異なる材質を用いることによりこれらの部品の熱的
膨脹運動が異なる可能性があり、従ってアウタレース５
４、６４をアクチュエータボディ７２に固定するのに用
いる方法によってはこの形状に問題が生ずる可能性があ
る。The actuator body 72 is typically made of aluminum or magnesium to reduce the moving mass, and the lower and upper ball bearing assemblies 5
The 0, 60 outer races 54, 64 are made from steel. The use of different materials may result in different thermal expansion movements of these parts, and thus the outer race 5
This shape can be problematic depending on the method used to secure the 4,64 to the actuator body 72.
【００２７】最初に、もしも玉軸受組立体５０、６０が
アクチュエータボディ７２の孔７０内に圧入される場合
には、孔７０の機械加工公差は約＋２．５４μｍ以内に
維持されねばならない。この種のきびしい公差を制御す
ることは全体の組立体のコストを増大させる。Initially, if the ball bearing assemblies 50, 60 are pressed into the holes 70 of the actuator body 72, the machining tolerance of the holes 70 must be maintained within about +2.54 μm. Controlling this type of tight tolerance increases the cost of the overall assembly.
【００２８】更には、二種類の材質が典型的な特定の作
動温度範囲内で異なる割合で膨脹、収縮を行なうので、
圧入作用は部品間の相対的寸法にゆがみが生じ、ディス
ク駆動装置内に軌道誤差が生ずる可能性がある。この傾
向に対する防止策として、アルミニウム又はマグネシウ
ムアクチュエータボディ７２の中央孔７０領域内におけ
る壁厚味７４は典型的には鋼製の軸受アウタレース５
４、６４の厚味の典型的には３倍又はそれ以上に作られ
る。このような設計は、しかしながら、全体のピボット
機構４０の直径を増大させるので現行の小形形態のディ
スク駆動装置の設計では許容されるものではない。Further, since the two materials expand and contract at different rates within a typical specified operating temperature range,
The press-fitting action can distort the relative dimensions between the parts and cause trajectory errors in the disk drive. As a measure against this tendency, the wall thickness 74 in the region of the central hole 70 of the aluminum or magnesium actuator body 72 is typically reduced by the steel outer race 5.
It is typically made three or more times the thickness of 4,64. Such a design, however, increases the diameter of the overall pivot mechanism 40 and is not acceptable in current small form factor disk drive designs.
【００２９】第二に、もしも異なる材質が互いに接着結
合される場合には、玉軸受組立体５０、６０をアクチュ
エータボディ７２内の孔７０内に心合せし、接着剤を玉
軸受組立体５０、６０の外側レース５４、６４のまわり
で半径方向に均等に配分することにおいて困難が生ず
る。これらの部品の正確な整合を得られない場合には、
図１の前述の議論の際指摘したように、回転アクチュエ
ータとスピンドルモータの間の所望の幾何学的関係に誤
差が生ずる可能性がある。Second, if different materials are adhesively bonded to each other, the ball bearing assemblies 50, 60 are centered within the holes 70 in the actuator body 72 and the adhesive is applied to the ball bearing assemblies 50, 60. Difficulties arise in evenly radial distribution around the 60 outer races 54,64. If you cannot get the exact alignment of these parts,
As pointed out in the foregoing discussion of FIG. 1, errors may occur in the desired geometric relationship between the rotary actuator and the spindle motor.
【００３０】玉軸受組立体５０、６０をアクチュエータ
ボディ７２の孔７０内に接着的に固着させる場合の別の
問題点は異なる熱的膨脹及び収縮作用である。これらの
部品が異なる割合で膨脹又は収縮する時には、付加され
る応力は主として接着剤上に作用するので、時間の経過
とともに接着剤結合部の破損が生じ得る。更には、部品
を接着剤結合することは接着剤が玉軸受組立体５０、６
０の作動表面上に漏洩又は進行して、ピボット機構４０
全体を使用不可能とする危険性を誘起する。Another problem with adhesively securing the ball bearing assemblies 50, 60 within the holes 70 of the actuator body 72 is the different thermal expansion and contraction effects. When these parts expand or contract at different rates, the applied stress acts primarily on the adhesive, which can result in failure of the adhesive joint over time. Further, the adhesive bonding of the components can be accomplished by the adhesive being used in ball bearing assemblies 50,6.
0 on the working surface of the pivot mechanism 40
Induces the danger of making the whole unusable.
【００３１】更に接着剤結合を採用したくない別の理由
として完成したピボット軸受が組立後適正に作動しない
場合の問題があるということを挙げられる。そのような
不具合は不適当に製造された部品、損傷を受けた部品の
結果生ずるし、前述したように接着剤が玉軸受組立体の
内部に漏洩することによっても生ずる。もしも玉軸受組
立体５０、６０のアウタレース５４、６４がアクチュエ
ータボディ７２上の内側孔７０に接着結合されている場
合には、ピボット機構４０においてとびぬけて最も高価
な部品である比較的に軟質なアクチュエータボディ７２
を損傷させることなくこれらの部品を分離することが困
難となる。Another reason for not wishing to use an adhesive bond is that the completed pivot bearing may not operate properly after assembly. Such failures may result from improperly manufactured or damaged parts, and may also result from leakage of the adhesive into the ball bearing assembly as described above. If the outer races 54, 64 of the ball bearing assemblies 50, 60 are adhesively bonded to the inner bore 70 on the actuator body 72, the relatively soft actuator, which is by far the most expensive component in the pivot mechanism 40 Body 72
It becomes difficult to separate these components without damaging the components.
【００３２】図３は別の従来技術に係るピボット機構８
０を示しているが、これは図２に示すピボット機構と実
質的に構造が同じである。ピボット機構４０と同様にし
て、ピボット機構８０はピボット軸８２と、下側玉軸受
組立体８４にして下側インナレース８６、下側アウタレ
ース８８及び数個のボールを備えた組立体８４と、上側
玉軸受組立体９２にして上側インナレース９４、上側ア
ウタレース９６及び数個のボール９８を備えた組立体９
２とを含んでいる。インナレース８６、９４をピボット
軸８２に装着し、インナレース８６、９４を予圧負荷す
るのに採用される方法は図２に関連して説明した方法と
同一であるので、ここでは繰返さない。FIG. 3 shows a pivot mechanism 8 according to another prior art.
0, which is substantially the same in structure as the pivot mechanism shown in FIG. Similarly to the pivot mechanism 40, the pivot mechanism 80 includes a pivot shaft 82, an assembly 84 having a lower ball bearing assembly 84, a lower inner race 86, a lower outer race 88, and several balls. A ball bearing assembly 92 comprising an upper inner race 94, an upper outer race 96 and several balls 98
And 2. The method employed to mount the inner races 86, 94 on the pivot shaft 82 and preload the inner races 86, 94 is the same as that described in connection with FIG. 2 and will not be repeated here.
【００３３】ピボット機構４０及びピボット機構８０は
図３の玉軸受組立体８４、９２のアウタレース８８、９
６が円筒状の鋼製スリーブ１０２の内側表面１００に圧
入されるか又は接着的に結合されて副組立体を形成して
いるという点で異なっている。この副組立体は時として
「軸受カートリッジ」と称されるものであり、ピボット
軸８２、玉軸受組立体８４、９２及び鋼製スリーブ１０
２を含んでいる。この軸受カートリッジ副組立体の全て
の部品は鋼からなっているので、図２と関連して上記に
議論したような異なる材質部品の結合又は圧入にからん
だ問題はこの副組立体においては全く生じない。むしろ
前述と同様の問題が生ずるのは軸受カートリッジ副組立
体をアルミニウム又はマグネシウムアクチュエータボデ
ィ１０４に取付ける場合においてのみである。すなわ
ち、鋼製軸受カートリッジ部品とアルミニウム又はマグ
ネシウムアクチュエータボディ１０４間の異なる熱膨脹
及び収縮係数は圧入の方法を採用した時には幾何学的ゆ
がみの問題を生ずるし、部品の接着的結合の方法を採用
した場合には部品の不整合又は結合部の破損の問題を生
じ得る。The pivot mechanism 40 and the pivot mechanism 80 correspond to the outer races 88 and 9 of the ball bearing assemblies 84 and 92 in FIG.
6 differs in that it is press-fitted or adhesively bonded to the inner surface 100 of the cylindrical steel sleeve 102 to form a sub-assembly. This subassembly, sometimes referred to as a "bearing cartridge", includes a pivot shaft 82, ball bearing assemblies 84, 92 and a steel sleeve 10.
Contains 2. Since all parts of the bearing cartridge subassembly are made of steel, the problems associated with joining or press fitting different material parts as discussed above in connection with FIG. Does not occur. Rather, the same problems occur only when mounting the bearing cartridge subassembly to the aluminum or magnesium actuator body 104. That is, the different coefficients of thermal expansion and contraction between the steel bearing cartridge part and the aluminum or magnesium actuator body 104 can cause geometric distortion problems when employing the press fit method, and when employing the adhesive bonding method of the parts. Can cause problems with component misalignment or joint breakage.
【００３４】繰返しになるが、このタイプの組立体には
軸受カートリッジ副組立体をアクチュエータボディ１０
４内で軸線方向に正確に位置決めするために高価な組立
て工具が必要とされる。Again, this type of assembly includes a bearing cartridge subassembly with an actuator body 10.
Expensive assembly tools are required for accurate axial positioning within 4.
【００３５】更には、鋼製スリーブ１０２を加えること
によりピボット機構８０は全体の直径が増大し、現行技
術に係るコンパクトディスク駆動装置内で用いるには不
適当なものとなるし、軸受組立体のコストも５０％も増
大する。また可動質量も増大する。Furthermore, the addition of the steel sleeve 102 increases the overall diameter of the pivot mechanism 80, making it unsuitable for use in compact disk drives according to the state of the art, and reducing the size of the bearing assembly. The cost also increases by 50%. The movable mass also increases.
【００３６】図３は又軸受カートリッジ副組立体をアク
チュエータボディ１０４に取付ける別の従来技術方法を
例示している。このアプローチにおいては、ねじ１０６
がアクチュエータボディ１０４内の穴中を鋼製スリーブ
１０２内のねじ穴１０８内へと挿入される。この方法に
よれば、前述の異なる熱的膨脹及び収縮の問題の幾つか
は解消されるが、付加的機械加工のコスト、製造工程数
及び可動質の増大が設計にはねかえってくる。FIG. 3 also illustrates another prior art method of mounting the bearing cartridge subassembly to the actuator body 104. In this approach, the screw 106
Is inserted into a hole in the actuator body 104 and into a screw hole 108 in the steel sleeve 102. While this approach eliminates some of the different thermal expansion and contraction problems described above, the additional cost of machining, the number of manufacturing steps, and the increased movability are at the expense of the design.
【００３７】本発明に係る（図５に示す）ピボット機構
を説明する前に、本発明の一部を形成する公差リング１
１０の幾つかの図を示している図４（Ａ）から４（Ｄ）
に着目する。前記公差リング片１１０は鋼片材料を本発
明のピボット機構への組付時リングに形成することによ
って形成される。典型的な材料の厚味は約０．１２７ｍ
ｍである。公差リング１１０の幅１１２は図５に示した
軸受のアウタレースの幅と同一であり、公差リング１１
０の長さ１１３は図５の玉軸受組立体の外周長よりもわ
ずかに短かい。これらの図に示すように、公差リング１
１０内において平行な***接触表面１１４が典型的には
約０．３３ｍｍの高さ部材１１６へと成形されている。
***接触表面１１４の形状及び材料の薄さの故に同材料
は接触表面１１４をして図４（Ｃ）の矢印１１８によっ
て画成される矢印１１８軸線内で比較的柔軟性のあるも
のにしている。この柔軟性の意義は次の議論から明らか
になるであろう。公差リング１１０はニュージャージー
州ウェストトレントンの米国公差リング社（ＵＳＡ Ｔ
ｏｌｅｒａｎｃｅ Ｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ）から市販されており、典型的モデルはＡＮＬ１２．
７×５Ｓである。Before describing the pivot mechanism (shown in FIG. 5) according to the present invention, a tolerance ring 1 forming part of the present invention will be described.
4 (A) to 4 (D) showing several views of FIG.
Pay attention to. The tolerance ring piece 110 is formed by forming a billet material into a ring when assembled to the pivot mechanism of the present invention. Typical material thickness is about 0.127m
m. The width 112 of the tolerance ring 110 is the same as the width of the outer race of the bearing shown in FIG.
The zero length 113 is slightly shorter than the outer circumference of the ball bearing assembly of FIG. As shown in these figures, the tolerance ring 1
Parallel raised contact surfaces 114 within 10 are shaped into a height member 116, typically about 0.33 mm.
Due to the shape of the raised contact surface 114 and the thinness of the material, the material makes the contact surface 114 relatively flexible within the axis of the arrow 118 defined by the arrow 118 in FIG. 4C. . The significance of this flexibility will become clear from the following discussion. Tolerance ring 110 is a US Tolerance Ring, Inc. of West Trenton, NJ (USAT)
olance ring corporation
nL), and a typical model is ANL12.
7 × 5S.
【００３８】図５は本発明に係るピボット機構１２０を
示す。ピボット機構１２０は以下述べる点を除けば前述
のピボット機構と構造は類似しており、ピボット軸１２
２、下側玉軸受組立体１２４、上側玉軸受組立体１２６
及びアクチュエータボディ１２８を含んでおり、玉軸受
組立体の各々１２４、１２６は複数個のボール１２９を
含んでいる。玉軸受組立体１２４、１２６の予圧付加は
前述したようにばねワッシャ１３０及び固定されたリン
グ又はクリップ１３２を用いて達成される。アクチュエ
ータボディ１２８は中央孔１３４を含んでおり、該孔は
わずかに大きな直径の上側及び下側部分と、そのほぼ中
点における減少した径の幅狭セクション１３６とを備え
ている。FIG. 5 shows a pivot mechanism 120 according to the present invention. The structure of the pivot mechanism 120 is similar to that of the above-described pivot mechanism except for the following points.
2. Lower ball bearing assembly 124, upper ball bearing assembly 126
And each of the ball bearing assemblies 124, 126 includes a plurality of balls 129. Preloading of the ball bearing assemblies 124, 126 is accomplished using a spring washer 130 and a fixed ring or clip 132 as described above. Actuator body 128 includes a central bore 134 having upper and lower portions of slightly larger diameter and a reduced diameter narrow section 136 at approximately the midpoint.
【００３９】この幅狭セクション１３６の下側表面１３
８及び上側表面１４０はそれぞれ玉軸受組立体１２４、
１２６の下側アウタレース１４２及び上側アウタレース
１４４に対する接触表面を提供している。ピボット軸１
２２の下側インナレース１５０と肩１５２の間の接触作
用及び玉軸受組立体１２４、１２６のアウタレース１４
２、１４４と幅狭セクションの下側表面１３８及び上側
表面１４０との間の接触作用が上側インナレースに加え
られる予負荷作用とあいまって、何らの組立て治具又は
ゲージを用いることなくピボット軸１２２とアクチュエ
ータボディ１２８の間の軸線方向関係を固定的に確立せ
しめている。前掲の図４（Ａ）から図４（Ｄ）の議論に
おいて示された一対の公差リング１１０がアウタレース
１４２、１４４の外側表面とアクチュエータボディ１２
８内の中央孔１３４の内側表面との間に設けられ、位置
決めされている。The lower surface 13 of this narrow section 136
8 and the upper surface 140 are respectively ball bearing assemblies 124,
126 provides a contact surface for the lower outer race 142 and the upper outer race 144. Pivot shaft 1
22 between the lower inner race 150 and the shoulder 152 and the outer race 14 of the ball bearing assemblies 124, 126.
2,144 and the contact action between the lower section lower surface 138 and the upper surface 140, combined with the preloading action applied to the upper inner race, allows the pivot shaft 122 to be used without any assembly jigs or gauges. The axial relationship between the actuator body 128 and the actuator body 128 is fixedly established. The pair of tolerance rings 110 shown in the discussion of FIGS. 4 (A) to 4 (D) above is formed by the outer surfaces of the outer races 142, 144 and the actuator body
8 and is positioned between the inner surface of the central hole 134 and positioned.
【００４０】ピボット機構１２０の組立ては好ましくは
次の順序で達成される。 （１．１）下側玉軸受組立体１２４がピボット軸１２２
上に配置され、インナレース１５０とともに肩１５２に
対抗して係止される。この工程は圧入作業によっても良
いし、インナレース１５０をピボット軸１２２に接着固
定しても良い。 （１．２）第一及び第二の公差リング１１０がアクチュ
エータボディ１２８の中央孔１３４のそれぞれ下側部分
及び上側部分内へと組付けられる。この工程は公差リン
グ１１０をそれらの片状形態からリングへと単純に曲げ
変形し、同リングを図５に示すように中央孔１３４内へ
と挿入することにより達成される。公差リングの弾性に
より公差リング１１０は以降の段階が達成される間これ
らの位置に保持される。 （１．３）アクチュエータボディ１２８は公差リング１
１０が装着された状態で、下側軸受組立体１２４の下側
アウタレース１４２の頂部表面がアクチュエータボディ
１２８の中央孔１３４内の幅狭セクション１３６の下側
表面１３８と接触する迄、下側軸受組立体１２４上へと
押圧される。この操作により第一の公差リング１１０が
下側アウタレース１４２とアクチュエータボディ１２８
の中央孔１３４の内側表面間でわずかに圧縮され、下側
玉軸受組立体１２４とピボット軸１２２のアクチュエー
タボディ１２８内における半径方向位置が確立され、更
にはピボット軸１２２とアクチュエータボディ１２８間
の相対的軸線方向位置が確立される。 （１．４）接着剤がインナレース１５４の内側表面に加
えられ、上側玉軸受組立体１２６がアクチュエータボデ
ィ１２８の上側第二の孔内に圧入され、上側アウタレー
ス１４４の下側表面がアクチュエータボディ１２８の中
央孔１３４内の幅狭セクション１３６の上側表面１４０
と接触し、第二の公差リング１１０が上側アウタレース
１４４とアクチュエータボディ１２８内の中央孔１３４
の内側表面との間で圧縮される。上側インナレース１５
４はピボット軸１２２上には滑入されており、この時点
においてはピボット軸には固定されていない。 （１．５）ばねワッシャ１３０がピボット軸１２２上に
装着され、リング又はクリップ１３２がピボット軸１２
２に固定され、ばねワッシャ１３０が圧縮され、軸受組
立体１２４、１２６の予負荷が確立される。 （１．６）上側インナレース１５４に加えられた接着剤
は、いったん硬化すると、上側インナレース１５４をピ
ボット軸１２２に接着的に固定する。The assembly of the pivot mechanism 120 is preferably accomplished in the following order. (1.1) Lower ball bearing assembly 124 is pivot shaft 122
It is arranged on the upper side and is locked together with the inner race 150 against the shoulder 152. This step may be performed by a press-fitting operation, or the inner race 150 may be bonded and fixed to the pivot shaft 122. (1.2) First and second tolerance rings 110 are assembled into the lower and upper portions of central bore 134 of actuator body 128, respectively. This process is accomplished by simply bending the tolerance rings 110 from their flaky configuration to a ring and inserting the ring into the central bore 134 as shown in FIG. Due to the elasticity of the tolerance ring, the tolerance ring 110 is held in these positions while the subsequent steps are achieved. (1.3) Actuator body 128 has tolerance ring 1
10 with the lower bearing assembly 124 in contact with the lower surface 138 of the lower section 136 in the central bore 134 of the actuator body 128 until the top surface of the lower outer race 142 contacts the lower surface 138 of the lower section. It is pressed onto the solid 124. With this operation, the first tolerance ring 110 is connected to the lower outer race 142 and the actuator body 128.
Slightly between the inner surfaces of the central bore 134 to establish the radial position of the lower ball bearing assembly 124 and the pivot shaft 122 within the actuator body 128, and furthermore, the relative position between the pivot shaft 122 and the actuator body 128. The target axial position is established. (1.4) Adhesive is applied to the inner surface of the inner race 154, the upper ball bearing assembly 126 is pressed into the upper second hole of the actuator body 128, and the lower surface of the upper outer race 144 is Upper surface 140 of narrow section 136 in central hole 134 of
And the second tolerance ring 110 moves the upper outer race 144 and the central hole 134 in the actuator body 128.
Compressed between the inner surface of the Upper inner race 15
4 is slid onto the pivot shaft 122 and is not fixed to the pivot shaft at this time. (1.5) A spring washer 130 is mounted on the pivot shaft 122 and a ring or clip 132 is mounted on the pivot shaft 12.
2, the spring washer 130 is compressed and a preload of the bearing assemblies 124, 126 is established. (1.6) Once the adhesive added to the upper inner race 154 is cured, the adhesive fixes the upper inner race 154 to the pivot shaft 122 in an adhesive manner.
【００４１】明らかなことであるが、組立てられたユニ
ットの試験は上述の段階（１．６）の後に行うことが可
能である。もしもそのような試験の結果部品又は組立て
プロセスのいづれかに不具合が生じていると判明した場
合には、組立体内のはるかに最高価な部品であるアクチ
ュエータボディ１２８は容易に分離して再使用すること
が可能であり、かくしてスクラップとなる部品の価値が
大いに減じ、全体のディスク駆動ユニットの平均コスト
も下降する。Obviously, testing of the assembled unit can be performed after the above-mentioned step (1.6). If such tests show that any part or assembly process is defective, the much more expensive part of the assembly, the actuator body 128, can be easily separated and reused. Is possible, thus greatly reducing the value of scrap components and lowering the average cost of the entire disk drive unit.
【００４２】更には、玉軸受組立体１２４、１２６の軸
線方向位置の確立が軸受レースをしてピボット軸１２２
上の肩１５２並びにアクチュエータボディ１２８の中央
孔１３４内の幅狭セクション１３６の上側及び下側表面
１３８、１４０と接触せしめることにより行なわれてい
るので、これら諸部品の適正な相互関係を保証するのに
何らのゲージ又は高価な組立て治具が必要とされない。
その代りに、ユニット間で生ずる唯一のばらつきはより
簡単に制御することが出来る部品公差から生ずるもので
あり、より一様な最終組立体が保証される。In addition, the establishment of the axial position of the ball bearing assemblies 124, 126 can be achieved by the bearing race and the pivot shaft 122.
This is done by contacting the upper shoulder 152 and the upper and lower surfaces 138, 140 of the narrow section 136 in the central bore 134 of the actuator body 128, thus ensuring proper interrelation of these components. No gauges or expensive assembly jigs are required.
Instead, the only variation that occurs between units results from component tolerances that can be more easily controlled, and a more uniform final assembly is guaranteed.
【００４３】公差リング１１０は***接触表面１１４が
軸受組立体１２４、１２６のアウタレース１４２、１４
４に向けられた状態でアクチュエータボディ１２８の中
央孔１３４内に装着されるということに注目されたい。
この状態により軸受組立体１２４、１２６を押圧するこ
とにより生じた力はアクチュエータボディ１２８上の比
較的大きな領域及び軸受組立体１２４、１２６のアウタ
レース１４２、１４４上の比較的小さな領域を横切って
アクチュエータボディ１２８内へと分散される。前記ア
ウタレース１４２、１４４及び公差リングは鋼製であ
り、アクチュエータボディ１２８は好ましくはアルミニ
ウム又はマグネシウム製であるので、この構造はアクチ
ュエータボディ１２８の比較的軟質な中央孔１３４を損
傷させる危険性を減じている。The tolerance ring 110 has raised contact surfaces 114 with the outer races 142, 14 of the bearing assemblies 124, 126.
Note that it is mounted in the central hole 134 of the actuator body 128 in a state oriented at 4.
The force generated by pressing the bearing assemblies 124, 126 in this condition crosses a relatively large area on the actuator body 128 and a relatively small area on the outer races 142, 144 of the bearing assemblies 124, 126. 128. Since the outer races 142, 144 and the tolerance ring are made of steel and the actuator body 128 is preferably made of aluminum or magnesium, this construction reduces the risk of damaging the relatively soft central hole 134 of the actuator body 128. I have.
【００４４】アクチュエータボディ１２８の符号１５８
で示される壁厚味は図２及び図３の従来技術例において
示されるボディの厚味よりも薄いということに注目すべ
きである。本発明においては、差分的熱膨脹及び収縮に
よって生ずる応力は図４（Ａ）〜図４（Ｄ）の前述の議
論において示した公差リング１１０の柔軟性によって補
償され、吸収される。このことによりアクチュエータボ
ディ１２８の外径を減少させることが可能になり、同一
の寸法の玉軸受組立体においてもよりコンパクトな回転
アクチュエータ組立体を得ることが出来る。Reference numeral 158 of the actuator body 128
It should be noted that the thickness of the wall indicated by is thinner than the thickness of the body shown in the prior art examples of FIGS. 2 and 3. In the present invention, the stresses caused by differential thermal expansion and contraction are compensated and absorbed by the flexibility of the tolerance ring 110 shown in the foregoing discussion of FIGS. 4A-4D. As a result, the outer diameter of the actuator body 128 can be reduced, and a more compact rotary actuator assembly can be obtained even with a ball bearing assembly having the same dimensions.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上の本発明の構成より明らかなよう
に、接着段階が完了した後は予負荷力を加えていた部材
を不要にすることができると共に、本発明の一つの顕著
な利点が図６（Ａ）、図６（Ｂ）において最も良く図式
的に示されている。この図においては２つのピボット機
構が同一尺度で描かれている。図７は図３と関連して議
論したピボット機構すなわち軸受カートリッジ副組立体
を含むピボット機構に類似した従来技術のピボット機構
８０Ａを例示している。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は本
発明に係るピボット機構の代替的実施例１２０Ａ及び１
２０Ｂを示している。図７を図６（Ａ）と比較すると、
ピボット機構８０Ａ及び１２０Ａの両者ともが同一の寸
法の玉軸受組立体を用いているものの、図６（Ａ）のピ
ボット機構１２０Ａは本発明を実施しているために外径
（ＯＤ）が顕著に小さくなっており、ピボット機構１２
０Ａはより小さな形態寸法のディスク駆動装置において
用いるのに適している。As apparent from the configuration of the present invention described above.
In addition, after the bonding stage is completed,
And one significant advantage of the present invention is best illustrated graphically in FIGS. 6A and 6B. In this figure, the two pivot mechanisms are drawn on the same scale. FIG. 7 illustrates a prior art pivot mechanism 80A similar to the pivot mechanism discussed in connection with FIG. 3, i.e., the pivot mechanism including the bearing cartridge subassembly. FIGS. 6A and 6B show an alternative embodiment 120A and 1 of a pivot mechanism according to the present invention.
20B is shown. FIG. 7 is compared with FIG.
Although both the pivot mechanisms 80A and 120A use ball bearing assemblies of the same dimensions, the pivot mechanism 120A of FIG. 6A has a remarkable outer diameter (OD) because the present invention is implemented. Pivot mechanism 12
0A is suitable for use in smaller feature size disk drives.
【００４６】図７のピボット機構８０Ａを図６（Ｂ）の
ピボット機構１２０Ｂと比較すると、これらピボット機
構の両者は同一の全体的外径を備えているものの、図６
（Ｂ）においては本発明が用いられているために顕著に
より大きな玉軸受組立体の使用が可能とされている。こ
のより大きな玉軸受組立体を用いることにより同一の物
理的パッケージ内でより剛固なピボット機構を得ること
が出来る。より剛固なピボット機構を用いることの利点
は固有振動数をずっと高く取れるということであり、そ
の結果ディスク駆動装置全体の精度が上るということで
ある。A comparison of the pivot mechanism 80A of FIG. 7 with the pivot mechanism 120B of FIG. 6B shows that both of these pivot mechanisms have the same overall outer diameter but that of FIG.
In (B), the use of the present invention allows the use of a significantly larger ball bearing assembly. By using this larger ball bearing assembly, a more rigid pivot mechanism can be obtained in the same physical package. The advantage of using a stiffer pivot mechanism is that the natural frequency can be much higher, resulting in greater accuracy of the entire disk drive.
【００４７】更には、公差リング１１０の柔軟性の故に
アクチュエータボディ１２８の中央孔１３４に対する機
械加工公差をゆるめてやることが出来る。本発明のピボ
ット機構１２０内における中央孔１３４の直径は厳しい
公差の＋０．００２５ｍｍの代りに＋０．０２５ｍｍの
公差内に入ってさえいれば良く、かくしてピボット機構
のコスト及びディスク駆動装置全体のコストが減少す
る。Further, due to the flexibility of the tolerance ring 110, the machining tolerance for the central hole 134 of the actuator body 128 can be relaxed. The diameter of the central hole 134 in the pivot mechanism 120 of the present invention need only be within the tolerance of +0.025 mm instead of the tight tolerance of +0.0025 mm, thus reducing the cost of the pivot mechanism and the cost of the entire disk drive. Decrease.
【００４８】テスト結果によると、本発明に係るピボッ
ト機構１２０の通常仕様の温度範囲における精度は圧入
ピボット機構よりもすぐれており、本発明品の長期間に
わたる信頼性も他の接着結合された組立体よりもすぐれ
ていることが判明している。According to the test results, the accuracy of the pivot mechanism 120 according to the present invention in the normal temperature range is superior to that of the press-fit pivot mechanism, and the long-term reliability of the present invention product is also different from that of other adhesively bonded sets. It turns out to be better than a solid.
【００４９】公差リング１１０の半径方向剛性はアクチ
ュエータボディによって支持されたヘッド装着アームの
面内振動モードが劣下しない程度には十分大きい。事
実、本発明の幾つかの試験された設計例によると、ピボ
ット機構の固有振動数は本発明のより低い可動質量の故
に増大した。The radial rigidity of the tolerance ring 110 is large enough that the in-plane vibration mode of the head mounting arm supported by the actuator body does not deteriorate. In fact, according to some tested designs of the present invention, the natural frequency of the pivot mechanism was increased due to the lower moving mass of the present invention.
【００５０】加えるに、本発明のピボット機構の可動質
量が比較的に小さくなっているのでアクセス時間が速く
なり、ディスク駆動組立体のデータ取扱い性能が改善さ
れている。In addition, the relatively small movable mass of the pivot mechanism of the present invention results in faster access times and improved data handling performance of the disk drive assembly.
【００５１】最後に、本発明においては玉軸受のインナ
レースのみが接着固定されており、アクチュエータボデ
ィが単純に玉軸受及び公差リングのアウタレース上に押
圧装入されているので、相対的に高価なアクチュエータ
ボディに最小の損傷しか与えることなくピボット機構の
再加工が容易に実現可能であり、かくして不良品コスト
が減少し、ディスク駆動装置の全体的コストも低下す
る。Finally, according to the present invention, only the inner race of the ball bearing is bonded and fixed, and the actuator body is simply press-fitted onto the outer race of the ball bearing and the tolerance ring. Rework of the pivot mechanism can be easily achieved with minimal damage to the actuator body, thus reducing the cost of rejects and the overall cost of the disk drive.
【００５２】以上より明らかように、本発明は前述の目
標を実行し、前述したのみならず固有の目的及び利点を
達成するのに適している。好ましい実施例が本明細書の
目的のために説明されているが、数多くの変更が可能で
あり、これらは当業者なら容易に思い付くものであり、
従ってここに開示され、特許請求の範囲によって規定さ
れた本発明の範囲内に包含されるものである。As will be apparent from the foregoing, the present invention is well suited to performing the foregoing goals and achieving not only the foregoing but also its specific objects and advantages. While the preferred embodiment has been described for purposes of this specification, many modifications are possible, which will be readily apparent to those skilled in the art,
It is therefore intended to be included within the scope of the present invention as disclosed herein and defined by the appended claims.
【図１】本発明を適用するのに特に有用であるタイプの
従来技術ディスク駆動装置の部分的に展開して示せる斜
視図。FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a prior art disk drive of the type that is particularly useful in applying the present invention.
【図２】典型的な従来技術ピボット機構の部分的に断面
を取ってある立面図。FIG. 2 is a partially sectioned elevation view of a typical prior art pivot mechanism.
【図３】従来技術に係る別のピボット機構の部分的に断
面を取ってある立面図。FIG. 3 is an elevational view, partially in section, of another prior art pivot mechanism;
【図４】本発明の公差リング部品のそれぞれ平面図、立
面図、長手方向断面図及び横方向断面図。FIG. 4 is a plan view, an elevation view, a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, of the tolerance ring component of the present invention.
【図５】本発明に従って構成されたピボット機構の部分
的に断面で示せる立面図。FIG. 5 is an elevational view, partially in section, of a pivot mechanism constructed in accordance with the present invention.
【図６】二つのピボット機構の図式的表示図であり、
（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るものであり、全てのこれ
らの図は本発明の寸法的利点を例示するために同一の尺
度で描かれている。FIG. 6 is a schematic representation of two pivot mechanisms;
(A) and (B) are according to the invention, and all these figures are drawn to the same scale to illustrate the dimensional advantages of the invention.
【図７】ピボット機構の図式的表示図であり、従来技術
に係るものであり、この図は本発明の寸法的利点を例示
するために同一の尺度で描かれている。FIG. 7 is a schematic representation of a pivot mechanism according to the prior art, which is drawn to the same scale to illustrate the dimensional advantages of the present invention.
１２０ ピボット機構 １２２ ピボットシャフト １２４ 下側玉軸受組立体 １２６ 上側玉軸受組立体 １２８ アクチュエータボディ １２９ ボール １３０ ばねワッシャ １３２ クリップ １３４ 中央孔 １３６ 幅狭セクション １１０ 公差リング １４２、１４４ アウタレース １５０、１５４ インナレース １５２ 肩 １４０ 幅狭セクションの上側表面 120 Pivot mechanism 122 Pivot shaft 124 Lower ball bearing assembly 126 Upper ball bearing assembly 128 Actuator body 129 Ball 130 Spring washer 132 Clip 134 Central hole 136 Narrow section 110 Tolerance ring 142, 144 Outer race 150, 154 Inner race 152 Shoulder 140 Upper surface of narrow section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−15327（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−63872（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−61678（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−58921（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-58-15327 (JP, A) JP-A-59-63872 (JP, U) JP-A-57-61678 (JP, U) JP-A-60- 58921 (JP, U)
Claims (1)
タのためのピボット機構の製造方法であって、 （１）ピボットシャフトの残りよりも大きな径の肩を備
えたピボットシャフトを同シャフトの下側端部直近に形
成させる段階と、 （２）アクチュエータボディにして第一の直径を有する
中央孔と同アクチュエータボディの中央部分における減
少した第二の直径を有する幅狭セクションとを備えてな
るアクチュエータボディを形成する段階と、 （３）前記幅狭セクションのそれぞれ上方及び下方の中
央孔に実質環状の上側及び下側公差リングを装着する段
階と、 （４）インナレース及びアウタレースを備えた下側玉軸
受組立体を前記ピボットシャフト上に配置し、前記イン
ナレースがピボットシャフトの肩に対して接触せしめる
段階と、 （５）前記ピボットシャフト上に支持された下側玉軸受
組立体を前記幅狭セクション下方の中央孔内に圧入し、
以って前記下側公差リングを下側玉軸受組立体のアウタ
レースとアクチュエータボディの内側表面の間に押圧せ
しめ、この押圧を下側玉軸受組立体のアウタレースが前
記幅狭セクションの下側表面に接触する迄続行させる段
階と、 （６）インナレース及びアウタレースを備えた上側玉軸
受組立体を前記ピボットシャフト上かつ前記中央孔に配
置し、これによって上側玉軸受組立体のアウタレースが
前記幅狭セクションの上側表面に接触する迄前記上側公
差リングを上側玉軸受組立体のアウタレースとアクチュ
エータボディの内側表面の間で押圧してやる段階と、（７）上側玉軸受組立体のインナレースを下側玉軸受組
立体に向けて偏倚せしめる段階と、 （８）前記段階（６）に先立って上側玉軸受組立体のイ
ンナレース上に接着剤を配置し、上側玉軸受のインナレ
ースが前記段階（７）の終了前に前記ピボットシャフト
に結合されるようにしてやる段階とを有し、 前記段階（７）は予負荷力を上側玉軸受組立体のインナ
レースの上側表面に加える段階と、前記接着段階（８）
が完了する迄上側玉軸受組立体のインナレース上の前記
予負荷力を保持する段階とによって達成されることを特
徴と するピボット機構の製造方法。1. A method of manufacturing a pivot mechanism for a rotary actuator in a disk drive, comprising: (1) connecting a pivot shaft having a shoulder with a larger diameter than the rest of the pivot shaft to a lower end of the shaft (2) forming an actuator body having a central hole having a first diameter and a narrow section having a reduced second diameter in a central portion of the actuator body; (3) mounting substantially annular upper and lower tolerance rings in the upper and lower central holes of the narrow section, respectively; and (4) a lower ball bearing set having an inner race and an outer race. Disposing a solid on the pivot shaft, and allowing the inner race to contact the shoulder of the pivot shaft; ) Pressed the supported lower ball bearing assembly on the pivot shaft to the narrow section in the central bore of the lower,
Thus, the lower tolerance ring is pressed between the outer race of the lower ball bearing assembly and the inner surface of the actuator body, and this pressing is performed by the outer race of the lower ball bearing assembly on the lower surface of the narrow section. (6) placing an upper ball bearing assembly with an inner race and an outer race on the pivot shaft and in the center bore, whereby the outer race of the upper ball bearing assembly is reduced to the narrow section; Pressing the upper tolerance ring between the outer race of the upper ball bearing assembly and the inner surface of the actuator body until it contacts the upper surface of the upper ball bearing assembly; and (7) lowering the inner race of the upper ball bearing assembly with the lower ball bearing assembly.
(8) biasing the upper ball bearing assembly prior to step (6).
Place the adhesive on the inner race,
The pivot shaft before the end of step (7).
And (7) said preloading force is applied to the inner side of the upper ball bearing assembly.
Adding to the upper surface of the lace and bonding (8)
Is completed on the inner race of the upper ball bearing assembly.
Preserving the preload force.
Method of manufacturing a pivot mechanism to butterflies.
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